Huecos en el cálculo de cargaderos: distribución de cargas y solicitaciones sobre la estructura del mismo.

En este artículo se explica la importancia de la consideración de huecos en el cálculo de cargaderos, ya que la disposición de huecos en el muro sobre el cargadero a calcular afecta en la distribución de la carga y por tanto a las necesidades mecánicas del cargadero. Los huecos no siempre supone una descarga a efectos de cálculo.

Sobre los cargaderos, estructuras necesarias para abrir huecos en muros de fábrica, se suele considerar que deben soportar toda la carga sobre ellos en vertical. Es decir, todos los pesos que estén por encima de ellos en su ancho. Esto supone que deben flectar con toda esa carga entre los dos extremos del hueco.

Sin embargo, la distribución de la carga no es exactamente así. Hay que tener en cuenta el concepto de ángulo de rozamiento interno que viene a ser el ángulo máximo que puede haber entre las tensiones normales y las tangenciales.

Así sucede que si sobre un hueco hay una gran cantidad de muro, sólo una fracción de su peso gravitará sobre el cargadero, quedando el resto de la carga desviada hacia los apoyos por el efecto de arco, que procede precisamente del la existencia del citado ángulo de rozamiento interno. A mayor ángulo de rozamiento interno, menor es la parte de muro sobre el cargadero, como indica el esquema.

La fracción de muro que queda entre la fisura que se produce por el ángulo de rozamiento interno y el cargadero es lo que se denomina tímpano. Lo que queda por encima del tímpano es la parte de muro que trabajará desviando la carga hacia los apoyos, mientras que sólo lo que queda en el tímpano, y las cargas que a él acometan, serán cargas resistidas por el cargadero.

Huecos en el cálculo de cargaderos

La distribución de cargas se complica más si consideramos ahora los huecos en el cálculo de cargaderos. La diferencia es notable si esos huecos están por encima del tímpano o llegan a insertarse en el.

Si los machones entre huecos quedan dentro del espacio del tímpano, la carga de dichos machones irá al tímpano y por tanto al cargadero.

Si dichos machones quedan fuera del tímpano, la carga que deben transmitir será transferida directamente por el efecto de arcos de descarga del muro superior al propio muro.

Por tanto, si existe una gran distancia entre el cargadero y los machones debidos a huecos, en relación a la luz del cargadero, estos machones no cargarán en el cargadero sino que disiparán su carga dentro de la masa del muro. Si, por el contrario, los machones entran dentro del área del tímpano, su carga irá directamente al cargadero.

Considerar toda la carga del muro más las que acometen a él en un cargadero que flecta entre los dos apoyos, puede no ser una solución segura. Es necesario tener en cuenta la existencia del tímpano, pues las cargas concentradas debidas a machones, si bien pueden ser menores en magnitud que la carga total, pueden llegar a producir momentos flectores y cortantes superiores a los que produciría la carga total. Esto sucede especialmente si los huecos están más próximos al cargadero.

Apoyos extremos y huecos en el cálculo de cargaderos

Además, en el caso de apoyos extremos nos podríamos encontrar con que el efecto de arco produce una fuerza horizontal que no está compensada mediante una compresión horizontal en el muro. Ha de ser el cargadero el que por tracción asuma el trabajo. Tal cosa no sucedería nunca si consideramos solo la carga vertical sin el efecto de arco debido al ángulo de rozamiento interno.

En estos casos, los cargaderos y, sobre todo, sus apoyos han de ser capaces de absorber estas tracciones. La colocación de una chapa y un anclaje al dado de mortero asumen esta condición.